某办公楼消防系统设计.docx
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某办公楼消防系统设计
《公共安全技术》
课
程
设
计
专 业：
13级建筑电气与智能化姓名：
武振国
学号：
1309151032
摘要
本论文是对一栋办公楼进行消防自动报警与联动系统的设计，系统的解释了消防系统的设计原则、依据和具体方案的实施等.本次设计针对火灾报警与消防联动控制系统展开，主要是消防系统的感应机构，即探测器、手动报警按钮、报警器、警报器、消火栓按钮等报警系统，和其执行机构，即消火栓灭火系统、火灾事故广播、防排烟系统、防火卷帘门等灭火系统及各种联动控制系统的具体设置和产品选型。
充分考虑实际现场的特点，提出切实可行的方案，并根据设计说明书要求绘制了总的系统图。
关键词：
办公楼火灾自动报警灭火
1绪论.............................................................................................................................................1
1.1智能建筑与消防系统...........................................................................................................1
1.2消防系统工作原理...............................................................................................................2
1.3消防系统的组成与分类......................................................................................................3
2消防系统设计.....................................................................................................................4
2.1建筑概况..................................................................................................................................4
2.2设计依据..................................................................................................................................4
2.3消防控制室.............................................................................................................................4
2.4系统设计.................................................................................................................................5
2.5火灾自动报警系统..............................................................................................................5
2.5.1火灾自动报警系统的组成............................................................................................5
2.5.2火灾自动报警系统的三种基本形式.........................................................................6
2.5.3报警区域、探测区域及防火分区的划分................................................................8
2.5.4火灾探测器.......................................................................................................................9
2.5.5手动报警按钮..............................................................................................................17
2.5.6消火栓按钮......................................................................................................................18
2.6消防联动控制系统.............................................................................................................19
2.6.1水流指示器......................................................................................................................19
2.6.2短路隔离器......................................................................................................................19
2.6.3消防广播..........................................................................................................................19
2.6.4消防电话..........................................................................................................................20
小结...............................................................................................................................................21
谢辞...............................................................................................................................................21
参考文献......................................................................................................................................22
1绪论
1.1智能建筑与消防系统
智能建筑是现代建筑技术与现代通信技术、计算机网络技术、信息处理技术可控制技术相结合的产物。
它是以建筑为平台，兼备通信、办公、建筑设备自动化，集系统结构、服务、管理及它们之间的最优化组合，想人们提供一个高效、舒适、安全、便利的建筑环境，因此，智能建筑成为当代建筑的主要特征。
随着科技的不断进步，人口的密集增长，各类建筑的快速发展，建筑规模越来越大，层次越来越高，建筑的标准也越来越高。
新建的各类大厦具备人员密集、设备先进、功能众多、装饰豪华等特点，而一旦火灾发生，会给人们的生命财产造成难以估量的损失，因此，火灾自动报警和自动灭火系统已成为智能搞高层建筑不可缺少的重要组成部分。
有效检测建筑火灾、控制火灾、迅速扑灭火灾，保障人民生命和财产的安全，保障国民经济建设，是建筑消防系统的任务。
而消防作为一门专门学科，正伴随着现代科学技术的发展进入到高科技综合学科行列，是现代建筑中的重要内容。
消防是防火和灭火的总称。
火灾报警及消防联动控制系统的主旨是以防为主，防消结合。
其功能是对火灾发生进行早期探测和自动报警，并能根据火情位置，及时对建筑内的消防设备、配电、照明、广播以及电梯等装置进行联动控制，灭火、排烟、疏散人员，确保人身安全，最大限度地减少社会财富的损失。
由于微电子技术、检测技术、自动控制技术和计算机技术等，在火灾报警及消防联动控制系统中的广泛应用，使得火灾探测与自动报警技术、消防设备联动控制技术有了很大的发展，而且扩大了消防自动化系统的功能范围，增加了系统自检、报警复核、探测器灵敏度自动调节、及探测器维修预报等功能，使故障能及时确认及修复，减少误报，形成了具有智能化水平的火灾报警和联动控制系统，因此也称之为智能防火系统。
1.2消防系统的工作原理
其工作原理图如图：
消防系统的工作原理图
安装在保护区的探测器不断地向所监视的现场发出巡逻信号，监视现场的烟雾浓度，温度等，并不断反馈给报警控制器，控制器将接收的信号与内存的正常整定值比较，判断确定火灾。
当发生火灾时，发出声光报警，显示烟雾浓度，显示火灾区域或楼层房号的地址编码，并打印报警时间，地址等。
同时向火灾现场发出警铃报警，在火灾发生楼层的上下相邻或火灾区域的相邻区域也同时发出报警信号，以显示火灾区域。
各应急疏散指示灯亮，指明疏散方向。
综上作述，消防系统的主要功能是：
自动捕捉火灾探测区域内火灾发生时的烟雾的烟雾或热气，从而发出声光报警并控制自动灭火系统，同时联动其他设备的输出接点，控制事故照明及疏散标记，事故广播及通讯、消防给水和防排烟设施，已实现检测、报警和灭火的自动化。
1.3消防系统的组成
消防系统主要由两大部分组成：
一部分为感应机构，即火灾自动报警系统；另一部分为执行机构，即消防联动系统（分为灭火自动控制系统和避难诱导系统）。
2消防系统设计
2.1建筑概况
该办公楼是一个高46.5m的十二层建筑，地下一层，深3.75m，面积为3248㎡，地上12层，其中1层高4.5m，2层以上每层高3.6m，每层的面积均为2309㎡。
根据《高层民用建筑设计防火规范》第3.0.1条规定知该大厦防火等级为二类建筑，防火等级为二级。
2.2设计依据
（1）消防系统的设计与实现的毕业设计任务书
（2）火灾自动报警系统设计规范（GB50116-2013）
（3）电气消防孙景芝韩永学编著中国建筑工业出版社
（4）高层民用建筑设计防火规范（2005版）
（5）火灾自动报警施工与验收规范（GB50166-2007）
2.3消防控制室
根据《火灾自动报警系统设计规范》第6.2条的规定，消防控制室的具体上设置如下：
消防控制室的门应向疏散方向开启，且入口处应设置明显的标志；控制室的送，回风管在其穿墙处应设置防火阀；室内严禁与其无关的电气线路及管路穿过；消防控制室周围不应设置电磁场干扰较强及其他影响消防控制设备正常工作的设备用房。
室内的设置应符合下面的要求：
设备面盘前的操作距离单列布置时不应小于1.5m，双列布置时不应小于2m；在值班人员经常工作的一面，设置面盘至墙的距离不应小于3m；设备面盘后的维修不应小于1m；在设备面盘的两端应设置不小于1m的通道；控制器安装在墙上时，其底边与地面的高度宜为1.3—1.5m，其靠近门轴的侧面距离不应小于0.5m，正面操作距离不应小于1.2m。
2.4系统设计
本系统采用上海松江JB-1501A型火灾报警控制系统，集火灾报警和联动控制于一体，通过在每层设置感烟、感温探测器、手动报警按钮、消火栓启动按钮以及消防专用电话达到火灾报警的目的，然后通过设置在每层的消防广播通报火灾情况，并通过疏散指示灯和应急照明灯指示人员疏散，同时通过联动控制设备关断非消防电源、使电梯迫降，并且根据火情启动有关的排烟设备和灭火设备，达到灭火的目的。
2.5.火灾自动报警系统
2.5.1火灾自动报警系统的组成
火灾自动报警系统由触发器件（探测器、手动报警按钮）、火灾报警装置（火灾报警控制器）、火灾警报装置（声光报警器）、控制装置（包括各种控制模块、火灾报警联动一体机；自动灭火系统的控制装置；室内消火栓的控制装置；防烟排烟控制系统及空调通风系统的控制装置；常开防火门、防火卷帘的控制装置；电梯迫降控制装置；以及火灾应急广播、火灾警报装置、消防通信设备、火灾应急照明及疏散指示标志的控制装置等）、电源等组成。
其部分的作用是：
火灾探测器的作用：
火灾探测器是火灾自动报警系统的传感部分，是组成各种火灾自动报警系统的重要组件，是火灾自动报警系统的“感觉器官”。
它能对火灾参数（如烟、温度、火焰辐射、气体浓度等）响应，并自动产生火灾报警信号，或向控制和指示设备发出现场火灾状态信号的装置。
火灾探测器是系统中的关键元件，他的稳定性、可靠性和灵敏度等技术指标会受到诸多因素的影响，因此火灾探测器的选择和布置应该严格按照规范进行。
手动报警按钮的作用：
火灾自动报警系统应有自动和手动两种触发装置。
各种类型的火灾探测器是自动触发装置，而在防火分区疏散通道、楼梯口等处设置的手动火灾报警按钮是手动触发装置，它应具有应急情况下，人工手动通报火警的功能。
警报器的作用;当发生火情时，能发出区别环境声光的声或光报警信号。
（1）火灾报警控制器：
可向探测器供电，并具有下述功能：
接受探测信号并转换成声、光报警信号，指示着火部位和记录报警信息。
（2）可通过火警发送装置启动火灾报警信号或通过自动消防灭火控制装置启动自动灭火设备和消防联动控制设备。
（3）自动地监视系统的正确运行和对待定故障给出声光报警。
控制装置：
在火灾自动报警系统中，当接收到来自触发器件的火灾信号或火灾报警控制器的控制信号后，能通过模块自动或手动启动相关消防设备并显示其工作状态的装支持。
2.5.2火灾自动报警系统的三种基本形式
火灾自动报警系统的形式决定于火灾报警控制器的类别和建筑物的复杂程度。
目前国内外所采用的火灾报警系统主要有三种基本形式：
区域报警系统、集中报警系统和控制中心报警系统。
1区域报警系统：
由区域报警控制器、火灾探测器、手动报警按钮和警报装置及电源组成，或由火灾报警控制器和火灾探测器等组成。
其原理框图如下：
区域报警系统
区域报警系统比较简单，但使用很广泛。
可以单用于工矿企业的要害部位（如配电室、交换机房、仓库）和民用建筑的塔式公寓、办公楼等处。
在集中报警和控制中心报警系统中，它是必不可少的子系统。
2集中报警系统：
建筑物中设置的区域火灾报警控制器超过3台时，为便于管理和减少专职值班人员，需采用集中报警系统。
集中报警系统由集中报警控制器、区域报警控制器和火灾探测器及警报装置等组成，或由火灾报警控制器、区域显示器和火灾探测器等组成的功能较复杂的火灾自动报警系统。
其原理框图如下：
集中报警系统
高层宾馆、饭店通常采用集中报警系统。
集中报警控制器宜设在消防控制室，区域报警控制器放置在各层服务台或工厂的某一区域。
3控制中心报警系统：
集中控制系统加上并联的消防控制设备就构成控制中心报警系统。
由消防控制室的消防设备、集中火灾报警探测器、区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成，或由消防控制室的消防控制室的消防控制设备、火灾报警控制器、区域显示器和火灾探测器等组成的功能复杂的火灾自动报警系统。
在大型建筑和大型建筑群里，一般应采用控制中心报警系统。
其原理框图如下：
控制中心报警系统
综上所述，火灾自动报警系统的作用是：
能自动（手动）发现火情并及时报警，以不失时机地控制火情的发展，将火灾的损失减到最低限度。
可见火灾自动报警系统是消防系统的核心部分。
2.5.3防火分区、报警区域及探测区域的划分
根据《高层民用建筑设计防火规范》地5.1条规定，每个防火分区允许的最大建筑面积为2000㎡。
则每一层为个防火分区。
根据《火灾自动报警设计规范》第4.1.1条规定可将该办公楼每层划为一个报警区域。
将报警区域按探测火灾的部位划分的单元称为探测区域。
探测区域可以是一只探测器所保护的区域，也可以是几只探测器共同保护的区域。
但一个探测区域在控制器上只能占有一个报警部位号。
根据《火灾自动报警系统设计规范》第4.2条规定，探测区域按房（套）间划分，一个探测区域的面积不超过500㎡；从主要入口能看清其内部，且面积不超过1000㎡的房间，也可划分为一个探测区域。
敞开或封闭的楼梯间；防烟楼梯间前室﹑消防电梯前室﹑消防电梯与防烟楼梯间合用的前室；走道﹑坡道﹑管道井﹑电缆隧道等均单独划分探测区域。
则该楼的每个房间﹑楼梯间及其前室，每条走道均设为一个探测区域。
2.5.4火灾探测器
火灾探测器是消防火灾自动报警系统中，对现场进行探查，发现火灾的设备。
火灾探测器是系统的“感觉器官”，它的作用是监视环境中有没有火灾的发生。
一旦有了火情，就将火灾的特征物理量，如温度、烟雾、气体和辐射光强等转换成电信号，并立即动作向火灾报警控制器发送报警信号。
火灾探测器是整个报警系统的检测单元，可分为感烟式、感温式、光电式、可燃气体式和复合式。
下面介绍常用的感温和感烟火灾探测器。
感烟式火灾探测器
感烟式火灾探测器是利用火灾时所产生的烟雾，通过烟雾敏感检测元件检测并发出报警信号的装置。
按敏感元件的不同，感烟式火灾探测器分为离子感烟式和光电感烟式两种。
1）.离子感烟式火灾探测器。
离子感烟式火灾探测器上有一个能发射ą射线的放射源镅（241）。
放射源发出的ą射线高速运动，使空气电离出正负离子，这是在两个极板上加一个电压E，极板间就能形成离子电流，这样的结构叫做电离室。
当烟雾进入电离室后，对ą射线有阻挡作用，使离子电流减小，利用电子线路检测离子电流的变化，就可以判断进入电离室的烟雾浓度，当浓度达到一定值时就可以发出报警信号。
2）光电感烟式火灾探测器
光电感烟式火灾探测器分为：
减光式和散光式两种。
（1）减光式光电感烟火灾探测器。
探测器的检测室内装有发光元件和受光元件。
在正常情况下，受光元件接受到发光元件的一定光量，产生光电流。
而在火灾发生时，探测器的检测室内进入大量的烟雾，发光元件发射的光受到烟雾的阻挡，使受光元件接受到的光量减少，光电流减小，探测器发出报警信号。
减光式光电感烟火灾探测器为点式探测器，即探测器检测的是某一点上的火灾信号。
目前这种形式的探测器应用较少。
（2）散射光式光电感烟火灾探测器。
目前世界各国生产的点型光电离子感烟探测器多为这种形式。
此种探测器的检测室内也装有发光元件和受光元件。
在正常情况下，受光元件接受不到发光元件发出的光，因此不产生光电流。
在火灾发生时，当烟雾进入探测器的检测室时，由于烟粒子的作用，使发光元件发射的光产生散射，这种散射光被受光元件所接收，使受光元件的电阻发生变化，产生光电流，从而实现了将烟雾信号转变成电信号的功能，探测器发出报警信号。
感温式火灾探测器
感温式火灾探测器的工作原理是：
物质在燃烧过程中，释放出大量的热，使环境温度升高，探测器中的热敏元件发生物理变化，从而将温度信号转变为电信号，传输给火灾报警控制器，发出火灾报警信号。
感温式火灾探测器按照探测面的不同，分为点型和线型两种；按工作方式不同分为定温式和差温式两种。
1）定温式点型感温火灾探测器
但个环境温度达到所规定的某一温度值时，即动作。
定温式点型感温火灾探测器根据其传感器件的不同，有多种类型。
其中比较广泛的传感器件为不同膨胀系数的金属片和半导体热敏电阻。
2）差温式点型感温火灾探测器
它是根据局部热效应原理制作的，当环境温度达到规定的升温速率以上时动作。
这种探测器主要由感热室、膜片、泄露孔及接点等构成。
当有火灾时，感热室内的空气随着周围温度的急剧上升而迅速膨胀，膜片受压使接点闭合，发出报警信号，如果环境温度缓慢变化时，由于泄露孔的作用，感热室内的气体通过泄露孔泄露出去，膜片保持不变，接点不会闭合。
探测器的选择与布置
在选择火灾探测器的种类时，要根据探测区域内可能发生的初期火灾的形成和发展特征、房间高度、环境条件以及可能引起误报的原因等因素来决定。
根据《火灾自动报警系统设计规范》第7.1.1条规定，对火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的场所，应选择感烟探测器。
火灾初期时要产生大量烟雾，因此离子感烟探测器在火灾报警系统中用的最多。
定温型探测器允许温度有较大的变化，比较稳定，但火灾造成的损失较大；差温型探测器适用于火灾早期报警，火灾造成损失较小，但火灾温度升高过慢则无反应而漏报；差定温具有差温型的优点而又比差温型更可靠，因此选用差定温型感温探测器。
探测器在安装布置是应满足火灾自动报警系统设计规范:
i探测区域内的每个房间至少布置一只火灾探测器。
ii在宽度小于3m以内的走廊顶棚上设置探测器时宜居中布置。
感温探测器的安装距离L不应超过10m，感烟探测器的安装距离L不应超过15m，探测器至墙端的距离不应大于探测器距离的0.5。
iii感烟火灾探测器、感温火灾探测器的安装间距，应根据
探测器的保护面积A和保护半径R确定，并不应超过探测器安装间距的极限曲线D1～D11规定的范围。
iv探测器至墙端、梁的水平距离不应小于0.5m，并且探测器的周围0.5m内不应有遮挡物。
其中：
A——探测器的保护面积（㎡）；
a,b——探测器的安装间距（m）；
感烟、感温探测器的保护面积和保护半径
火灾探测器的种类
地面面积
房间高度
探测器的保护面积A和保护半径R
房顶坡度
Ø≤15゜
15゜＜Ø≤30゜
Ø＞30゜
A（㎡）
R（m）
A（㎡）
R（m）
A（㎡）
R（m）
感烟探测器
S≤80
h≤12
80
6.7
80
7.2
80
8.0
S＞80
6＜h≤12
80
6.7
100
8.0
120
9.9
h≤6
60
5.8
80
7.2
100
9.0
感温探测器
S≤30
h≤8
30
4.4
30
4.9
30
5.5
S＞30
h≤8
20
3.6
30
4.9
40
6.3
D1～D11（包括D9＇）——在不同保护面积A和保护半径R下确定探
测器安装间距a,b的极限曲线；
Y、Z——极限曲线的端点（在Y和Z两点的曲线范围内，保护面积可充分利用）
探测器安装的极限曲线
根据《火灾自动报警系统设计规范》第8.1.4条规定探测器的数量由下式确定
N≥S/（K*A）
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